一种污水超临界水气化高效反应装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108585085A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810725505.2(22)申请日2018.07.04(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人赵亮周宏方谢之翊付鑫(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人冯慧(51)Int.Cl.C02F1/02(2006.01)C01B3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种污水超临界水气化高效反应装置及方法(57)摘要本发明提供一种污水超临界水气化高效反应装置及方法。本发明装置包括：反应管主进口、毛细管进口、中心粗管进口、进口分流器、中心粗管、毛细回路盘管、翅片、炉膛石英管、毛细管出口、中心粗管出口、反应管主出口、出口混流器。通过本发明装置处理，城市生活污水以及工业污水可实现达标排放，同时可获得具有高热值、高经济附加值、低成本的气体产物。CN108585085ACN108585085A权利要求书1/1页1.一种污水超临界水气化高效反应装置，包括炉膛石英管（8），其特征在于：炉膛石英管（8）内设中心粗管（5），在炉膛石英管（8）和中心粗管（5）之间设置毛细回路盘管（6），中心粗管（5）和毛细回路盘管（6）相互独立无物质交换，所述的反应装置下端设置反应管主进口（1）上设置进口分流器（4），进口分流器（4）分别与毛细管进口（2）和中心粗管进口（3）连接，在反应装置的上端毛细管出口（9）、中心粗管出口（10）分别与出口混流器（12）连接，出口混流器（12）上设置反应管主出口（11）。2.根据权利要求1所述的污水超临界水气化高效反应装置，其特征在于：所述的中心粗管（5）外壁固定连接8090锂铝合金翅片（7）。3.根据权利要求2所述的污水超临界水气化高效反应装置，其特征在于：所述的8090锂铝合金翅片（7）相邻翅片间距离小于等于5mm。4.根据权利要求1所述的污水超临界水气化高效反应装置，其特征在于：所述的反应装置和前置泵连接。5.根据权利要求1所述的污水超临界水气化高效反应装置，其特征在于：所述的反应装置和后置背压阀连接。6.应用权利要求1~5任一所述的污水超临界水气化高效反应装置的污水处理方法，其特征在于，污水原料由反应管主进口（1）进入，经分流器（4）分流后分别由毛细管进口（2）和中心粗管进口（3）导入毛细回路盘管（6）和中心粗管（5）内进行超临界水气化反应，反应产物分别通过毛细管出口（9）和中心粗管出口（10）进入出口混流器（12）内混流后通过反应管主出口（11）排出反应器进入后续流程。7.根据权利要求6所述的应用污水超临界水气化高效反应装置的污水处理方法，其特征在于，控制毛细回路盘管内污水停留时间在60~75s，中心粗管内污水停留时间在216~270s，反应管主进口污水进料量为50~100ml/min，毛细管进口流量为8~16ml/min，中心粗管进口流量为42~84ml/min。8.根据权利要求6所述的应用污水超临界水气化高效反应装置的污水处理方法，其特征在于，毛细回路盘管的内容积为10~20ml，中心粗管的内容积为37.5~65ml，进口分流器和出口分流器的内容积为120~150ml。9.根据权利要求6所述的应用污水超临界水气化高效反应装置的污水处理方法，其特征在于，所述的步骤（2）中超临界水气化反应物料混流的工作条件为：毛细管出口流量为8~16ml/min，中心粗管出口流量为42~84ml/min，反应管主出口出料量为50~100ml/min。2CN108585085A说明书1/4页一种污水超临界水气化高效反应装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种城市生活污水以及工业污水超临界水气化反应处理装置及方法。背景技术[0002]长期以来，城市生活污水以及工业污水的高效处理一直是急需解决的重要问题。为实现污水资源化及能源化利用的长效机制，采用热化学转化途径是易于大规模工业化集成应用的转化方式。且在众多热化学转化途径中，由于超临界水气化技术具有理论气化率高、理论二次污染少等优势，超临界水气化技术被认为是污水处理行之有效的技术途径，对此不少科研工作者进行了相关研究。然而大量实验及规模化工业实践表明，超临界水气化反应装置具有传热效率低、反应时间短、气化效果不理想等实际问题，对于超临界水气化反应装置进行的优化设计将非常有助于强化传热传质、延长反应时间、提高气化转化效率。发明内容[0003]为了克服污水超临界水气化反应装置传热效率低、反应时间短、气化效果尚不理想等缺点，本发明提出了一种污水超临界水气化高效处理装置及方法。利用本装置得到的反应产物具有气化率高、氢气产量高、液体总有